论文部分内容阅读
洛克沙胂（4-羟基-3-硝基苯胂酸）是一种有机砷饲料添加剂,具有抗球虫、促生长、提高饲养效率等优点,因而在畜禽养殖业中被广泛使用。但被畜禽类食用后的洛克沙胂绝大部分会以原形态随粪便和尿液排出,进入环境造成砷污染。本文以有机砷污染控制为目的,考察了厌氧污泥中洛克沙胂的沉积及沉积砷形态,解析了洛克沙胂的厌氧生物沉积机理,并应用电絮凝的方法,强化去除生物降解转化后残余的有机砷。具体的结论如下:（1）考察了污泥中洛克沙胂的沉积及沉积砷形态。长期通入含洛克沙胂模拟废水的厌氧生物反应器中厌氧颗粒污泥（AGS）内沉积了高浓度的砷,在第300 d时浓度达8246.69±378.93μg·g-1（以砷和干重计）。AGS内的细胞结合沉积砷含量最高,占总砷的42.2%,往后依次是不溶性沉积砷（25.4%）、胞外溶解性沉积砷（24.6%）和胞内溶解性沉积砷（7.8%）。实验确认不溶性沉积砷以AsS的形式存在,其它沉积砷中三价无机砷（As（ⅡI））为主要的砷形态。厌氧环境下,进入微生物体内的砷会趋向于和细胞物质结合,或者形成不溶性沉积砷,后者可应用于有机砷的稳定化处理,控制砷污染。（2）解析了洛克沙胂的厌氧生物沉积机理。厌氧生物条件下,溶液中洛克沙胂会先还原为4-羟基-3-氨基苯胂酸（HAPA）,随后在电催化的条件下降解为无机砷,其中五价无机砷（As（V））为主要的无机砷形态;固相（Fe3O4）中洛克沙胂厌氧生物沉积先后经历了洛克沙胂吸附、洛克沙胂降解转化和不溶性沉积砷生成三个阶段。电催化条件下Fe3O4中仍有相当浓度的As（ⅡI）存在,且在外加电势结束时检测到了不溶性沉积砷As2S3。另外,外加电势结束后增强的还原环境使固相中出现了另一种不溶性沉积砷AsS。微生物作用和硫酸盐的存在是不溶性的砷化合物形成的关键。（3）研究了电絮凝对洛克沙胂降解转化后残余砷的强化去除。聚合氯化铝和聚合氯化铁对体系中残余砷的去除率最高不足10%;电絮凝对残余砷的去除效果良好,总砷的最高去除率达90%,增大外加电压、缩短电极距离和外加曝气均可提高电絮凝的除砷效率,其中外加曝气提升效果最佳。电絮凝过程中生成了两种新的含砷化合物,但形态未知。絮凝剂生成有限时,其分布不均会导致电絮凝反应器上下部砷去除率不一。外加曝气的电絮凝反应器底部沉淀呈黄色,主要成分为FeO（OH）,其作用是砷去除的主要原因;未曝气的电絮凝反应器中沉淀偏绿色,结晶度很差,推测为Fe（Ⅱ）的（氢）氧化物。